presentazione del servizio gnss e principi di funzionamento
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Domenico Sguersodomenico.sguerso@unige.it
Laboratorio di Geodesia, Geomatica e GISDICAT
Università degli Studi di Genova
Presentazione del Servizio GNSS e principi di funzionamento
SERVIZIO REGIONALE DI POSIZIONAMENTO GNSS
www.gnssliguria.it
Global
Navigatio
n Sate
llite Sy
stems
- appl
icazio
ni scie
ntifich
e
- appl
icazio
ni prof
essiona
li
- appl
icazio
ni navig
aziona
li
Posizionamento satellitare
Il posizionamento satellitare Il posizionamento satellitare
non sostituisce, ma integra il rilevamento tradizionalenon sostituisce, ma integra il rilevamento tradizionale
Altimetricamente Altimetricamente
necessita di una integrazione che permetta la trasformazione dellenecessita di una integrazione che permetta la trasformazione delle
- altezze fornite, di natura geometrica, in- altezze fornite, di natura geometrica, in
- altezze di natura gravimetrica (quote ortometriche)- altezze di natura gravimetrica (quote ortometriche)
Il rilevamento GNSS coniuga Il rilevamento GNSS coniuga
semplicità e velocità di utilizzo con precisionesemplicità e velocità di utilizzo con precisione
• Principi di funzionamento e metodologie di rilievo satellitarePrincipi di funzionamento e metodologie di rilievo satellitare
• Perché una rete di Stazioni Permanenti?Perché una rete di Stazioni Permanenti?
• Il progetto della rete per il Servizio di posizionamento GNSSIl progetto della rete per il Servizio di posizionamento GNSS
• Servizi offerti Servizi offerti [Servizi offerti - T.Cosso]→ [Servizi offerti - T.Cosso]→
• Utenti e possibili applicazioniUtenti e possibili applicazioni ++ [Applicazioni - B.Federici]→ [Applicazioni - B.Federici]→
• Inquadramento della reteInquadramento della rete + [Sistemi Riferimento - D.Sguerso]→+ [Sistemi Riferimento - D.Sguerso]→
Domenico Sguerso – Lab. Geodesia, Geomatica e GIS – DICAT - Università degli Studi di Genova
Presentazione del Servizio GNSS e principi di funzionamento
Il posizionamento satellitare si basa suIl posizionamento satellitare si basa su
misure effettuate su segnali elettromagnetici:misure effettuate su segnali elettromagnetici:
• emessi da satelliti GNSSemessi da satelliti GNSS
• ricevuti dalle stazioni riceventi, siano esse ferme od in movimento.ricevuti dalle stazioni riceventi, siano esse ferme od in movimento.
Non è perciò richiesta l’intervisibilità tra i punti oggetto di misura, Non è perciò richiesta l’intervisibilità tra i punti oggetto di misura,
occorre però “vedere” i satelliti.occorre però “vedere” i satelliti.
Posizionamento satellitarePosizionamento satellitare
==distanza satellite-ricevitoredistanza satellite-ricevitore
Posizione ricevitore
Attraverso opportune Attraverso opportune
misuremisure
il cui contenuto geometricoil cui contenuto geometrico
Nota che sia la posizione dei satelliti
??
Le tre coordinate del ricevitore e l’incognita di tempo globale devono perciò essere determinate attraverso la soluzione di un sistema:
4 Equazioni una per ogni satellite
4 Incognite 3 coordinate + 1 di tempo globale
posizionamento istantaneoposizionamento istantaneo
•Planimetria:Planimetria:distribuzione pseudo-simmetrica della costellazionedistribuzione pseudo-simmetrica della costellazione
•Altimetria: Altimetria: asimmetria della costellazione satellitare (< precisione)asimmetria della costellazione satellitare (< precisione)
•Numero satelliti:Numero satelliti:tempi di fissaggio delle ambiguitàtempi di fissaggio delle ambiguitàcontrollo del rilevamentocontrollo del rilevamento
•Importanza del planning Importanza del planning (simulazione visibilità satellitare)(simulazione visibilità satellitare)
Costellazione tale che si abbia disponibilità di almeno 4 satellitiCostellazione tale che si abbia disponibilità di almeno 4 satelliti
24h/g, 365gg/a, per ogni punto della superficie della Terra24h/g, 365gg/a, per ogni punto della superficie della Terra
Costellazioni satellitari GNSS
NAVSTAR GPS GLONASS
Stati Uniti
1° satellite: 22 febbraio 1978
Orbita: altezza 20 200 km
periodo 12h
Costellazione completa
24+2 satelliti: 9 marzo 1994
Giugno 2007: 31 satelliti
Russia
1° satellite: ottobre 1982
Orbita: altezza 19 100 km
periodo 11h 15m
Costellazione completa
21+3 satelliti: (2010 ?)
GALILEO COMPASS
Cina
1° satellite: 14 aprile 2007
Orbita: altezza 21 500 km
periodo 12h
Costellazione completa
30 satelliti: (2010 ?)
Europa
1° satellite: 28 dicembre 2005
Orbita: altezza 23 200 km
periodo 14h 6m
Costellazione completa
27+3 satelliti: (2012 ?)
Il sistema è composto da tre segmenti:Il sistema è composto da tre segmenti:
1.1. Segmento spazialeSegmento spaziale
2.2. Segmento di controlloSegmento di controllo
3.3. Segmento di utilizzoSegmento di utilizzo
NAVSTAR GPSNAVSTAR GPS
NAVigation Satellite Timing And Ranging Global Positioning SystemNAVigation Satellite Timing And Ranging Global Positioning System
nato come un sistema di navigazione basato sulla ricezione a terra di nato come un sistema di navigazione basato sulla ricezione a terra di
opportuni segnali elettromagnetici emessi da satelliti artificiali.opportuni segnali elettromagnetici emessi da satelliti artificiali.
Tipi di misureTipi di misure
stesso contenuto geometrico (distanza satellite-ricevitore) stesso contenuto geometrico (distanza satellite-ricevitore)
ma caratteristiche e precisioni fondamentalmente diversema caratteristiche e precisioni fondamentalmente diverse
misure di fasemisure di fase
misure di codicemisure di codice
( ) ( ) ( )( ) globale tempodi incognita a4 t ct c
zzyyxxt c
.atmincr.s
2R
S2R
S2R
Soss
←δ+δ+
−+−+−=∆
Misure di codice
Nλ
λφ/2π
parte intera
parte frazionaria
( ) ( ) ( )( )
Sat. 1 incognita ulteriore
globale tempodi incognita a4
N
t ct c
zzyyxxN2
So
.atmincr.s
2R
S2R
S2R
Soss
∀←λ−
←δ+δ+
−+−+−=
∆+
πϕλ
Misure di fase
Oltre alle 4 incognite occorre perciò determinare anche le cosiddette ambiguità iniziali N0 (numero intero di lunghezze d’onda tra satellite e ricevitore, all’istante di iniziale del rilievo), una per ciascun satellite osservato!
XYZδtglobale
NoS1 No
S2 . . .
Inizializzazione
Xt1
Yt1
Zt1
δtglobale t1
t1
Xt2
Yt2
Zt2
δtglobale t2
t2
Parametri in gioco alle varie fase di un rilievo cinematico
Oss.: si evidenzia l’importanza di una corretta inizializzazione, infatti Oss.: si evidenzia l’importanza di una corretta inizializzazione, infatti un eventuale determinazione o “fissaggio” delle ambiguità iniziali, si un eventuale determinazione o “fissaggio” delle ambiguità iniziali, si ripercuoterebbe sulle coordinate dell’intero rilievo.ripercuoterebbe sulle coordinate dell’intero rilievo.
Nt1
= Nt0
+ ∆N se NON si “perde” il segnale
• posizione nota dei satelliti posizione nota dei satelliti
(effemeridi)(effemeridi)
• misura della distanza misura della distanza
antenna - satelliteantenna - satellite
?? X, Y, Z, X, Y, Z, δδtt
necessaria visibilità di necessaria visibilità di
almeno 4 satellitialmeno 4 satelliti
Precisioni:Precisioni:
metriche - decametrichemetriche - decametriche
Posizionamento stand-alone (in assoluto)Posizionamento stand-alone (in assoluto)
? ? XXP(t)P(t)~~
Effetti sul segnale
Gli effetti si intendono applicati all’osservabile, ossia alla distanza Sat-Ric(*) oggi notevolmente diminuiti
di modello Orologio satellite ≈ 10 m (*)
Orologio ricevitore 10-100 m (*)
Effemeridi broadcast 5-10 m (*)
Effemeridi precise 0.2-2 m (*)
Ionosfera 20-50 m
Troposfera 2-10 m
locali Multipath 1 cm - 10 m
Centro di fase 0.1 - 2 cm
Effetti sul segnale
(Crespi, M. 1991; Leick, A. 1997; Sguerso, D. 1993)
Posizionamento in relativo - post processingPosizionamento in relativo - post processing
Precisioni:Precisioni:
sub-metriche per misure di codicesub-metriche per misure di codice
(sub-)centimetrico per misure di fase(sub-)centimetrico per misure di fase
• misure contemporanee misure contemporanee
agli stessi satellitiagli stessi satelliti
• differenze di osservazioni differenze di osservazioni
riduzione effetti comuniriduzione effetti comuni? ? ∆∆X, X, ∆∆Y, Y, ∆∆Z, (Z, (∆δ∆δt, . . .)t, . . .)
Tecniche di rilievo satellitare
• posizionamento statico
• fast-static
Due o più ricevitori posti sui verticidella rete che acquisiscono contemporaneamente con:• pari “rate” ∆t (15” o 30”)• sessioni di osservazione T (>20’)
A
B
CD
Ricevitore fermo (base) su punto con:• buona visibilità satellitare• privo di multipath• privo di interferenze elettrom.che
Ricevitori mobili (rover) che si spostano sui punti da rilevare: • senza perdite di segnale • stazionando per alcune epoche.
Entrambi con “rate” ∆t (1”, 2” o 5”)
• stop & go
• posizionamento cinematico
Rilievo GPS cinematico su tracciato stradale
• strumento “master” su strumento “master” su
punto di coordinate notepunto di coordinate note
• stima degli effetti stima degli effetti
complessivi sulle misurecomplessivi sulle misure
• si assume che tali effetti si assume che tali effetti
siano gli stessi per il siano gli stessi per il
ricevitore “rover”ricevitore “rover”
Posizionamento (in relativo) in tempo reale RTK Posizionamento (in relativo) in tempo reale RTK in appoggio ad 1 SP (Nearest)in appoggio ad 1 SP (Nearest)
il master trasmette la “correzione differenziale” al rover inil master trasmette la “correzione differenziale” al rover in
“ “tempo reale” via radio, GSM, GPRStempo reale” via radio, GSM, GPRS
~~? ? XX ≅≅ XX(t)(t) + + δδXXSP(t)SP(t)
Precisioni: Precisioni:
sub-metriche per misure di codicesub-metriche per misure di codice
centimetriche per misure di fasecentimetriche per misure di fase
Stazioni PermanentiStazioni Permanenti
Centro di raccolta, analisi, Centro di raccolta, analisi, controllo, distribuzione daticontrollo, distribuzione dati
• stima delle correzioni stima delle correzioni
differenziali per le differenziali per le
singole SPsingole SP
• Valutazione delle Valutazione delle
correzioni differenziali correzioni differenziali
“ad hoc” per l’utente “ad hoc” per l’utente
sulla base di un sulla base di un
modello che bene modello che bene
interpreti gli effetti interpreti gli effetti
spazialmente correlati spazialmente correlati
sull’intera areasull’intera area
Posizionamento NRTK Posizionamento NRTK in appoggio ad una rete di SPin appoggio ad una rete di SP
La distribuzione spaziale di SP permette di La distribuzione spaziale di SP permette di
modellare effetti spazialmente correlatimodellare effetti spazialmente correlati
correzioni differenzialicorrezioni differenziali
FKPFKPla rete invia un modello
semplificato che il ricevitoreutilizza in funzione della sua posizione
VRSVRSla rete genera
correzioni “ad hoc”interpolate sulla
posizione del rover
MACMACla rete invia le correzioni di
n SPche il ricevitore interpola
Servizio in tempo realeServizio in tempo realeper il territorioper il territorio
• Principi di funzionamento e metodologie di rilievo satellitarePrincipi di funzionamento e metodologie di rilievo satellitare
• Perché una rete di Stazioni Permanenti?Perché una rete di Stazioni Permanenti?
• Il progetto della rete per il Servizio di posizionamento GNSSIl progetto della rete per il Servizio di posizionamento GNSS
• Servizi offerti Servizi offerti [Servizi offerti - T.Cosso]→ [Servizi offerti - T.Cosso]→
• Utenti e possibili applicazioniUtenti e possibili applicazioni ++ [Applicazioni - B.Federici]→ [Applicazioni - B.Federici]→
• Inquadramento della reteInquadramento della rete + [Sistemi Riferimento - D.Sguerso]→+ [Sistemi Riferimento - D.Sguerso]→
Domenico Sguerso – Lab. Geodesia, Geomatica e GIS – DICAT - Università degli Studi di Genova
Presentazione del Servizio GNSS e principi di funzionamento
Precisioni: Precisioni:
sub-metriche per misure di codicesub-metriche per misure di codice
centimetriche per misure di fasecentimetriche per misure di fase
Stazioni PermanentiStazioni Permanenti
Centro di raccolta, analisi, Centro di raccolta, analisi, controllo, distribuzione daticontrollo, distribuzione dati
• stima delle correzioni stima delle correzioni
differenziali per le differenziali per le
singole SPsingole SP
• Valutazione delle Valutazione delle
correzioni differenziali correzioni differenziali
“ad hoc” per l’utente “ad hoc” per l’utente
sulla base di un sulla base di un
modello che bene modello che bene
interpreti gli effetti interpreti gli effetti
spazialmente correlati spazialmente correlati
sull’intera areasull’intera area
Posizionamento NRTK Posizionamento NRTK in appoggio ad una rete di SPin appoggio ad una rete di SP
Rete di SP: quali vantaggi?Rete di SP: quali vantaggi?
Continuità del ServizioContinuità del Servizio
Continuità spaziale delle correzioni differenzialiContinuità spaziale delle correzioni differenziali
Le reti GNSS sono infrastrutture che permettono di:Le reti GNSS sono infrastrutture che permettono di:
• “ “realizzare in continuo” il sistema di riferimentorealizzare in continuo” il sistema di riferimento
• velocizzare notevolmente le procedure di georeferenziazionevelocizzare notevolmente le procedure di georeferenziazione
• offrire servizi per il posizionamento in tempo reale offrire servizi per il posizionamento in tempo reale
• offrire servizi per il post-processamentooffrire servizi per il post-processamento
• velocizzare notevolmente i rilevamentivelocizzare notevolmente i rilevamenti
… … e inoltre:e inoltre:
controllo di qualità del dato osservatocontrollo di qualità del dato osservato
coerenza e integrazioni soluzioni di reti limitrofecoerenza e integrazioni soluzioni di reti limitrofe
supporto tecnico all’utente supporto tecnico all’utente
formazione, studio e ricerca per nuove applicazioniformazione, studio e ricerca per nuove applicazioni
in sinergia con l'Universitàin sinergia con l'Università
personale dedicatopersonale dedicato
Dislocazione e gestione su scala regionaleDislocazione e gestione su scala regionale
Interdistanza tra SP:Interdistanza tra SP:
~ 50 km ~ 50 km
+ ridondanza di SP per maggior controllo+ ridondanza di SP per maggior controllo
+ orografia complessa = 30 ÷ 40 km+ orografia complessa = 30 ÷ 40 km
Infrastruttura/gestione su quale scala?Infrastruttura/gestione su quale scala?
provinciale provinciale troppo frammentata troppo frammentata
nazionale nazionale rischio di gestione “lontana” dall’utente rischio di gestione “lontana” dall’utente
Densità di SP e gestione su scala regionale:Densità di SP e gestione su scala regionale:
servizi “vicini” all’utenteservizi “vicini” all’utente
supporto agli utenti con attenzione alla specificità del territoriosupporto agli utenti con attenzione alla specificità del territorio
Progetti di Ricerca di Interesse Nazionale - GNSS:Progetti di Ricerca di Interesse Nazionale - GNSS:Ministero dell’Università e della RicercaMinistero dell’Università e della Ricerca
• Prof. Fernando SANSO‘ Prof. Fernando SANSO‘ 2004/20052004/2005
I servizi di posizionamento satellitari per l'e-GovernmentI servizi di posizionamento satellitari per l'e-Government
• Prof. Maurizio BARBARELLAProf. Maurizio BARBARELLA 2005/20062005/2006
Reti di stazioni permanenti GPS per il rilievo in tempo reale in impieghi Reti di stazioni permanenti GPS per il rilievo in tempo reale in impieghi
di controllo e emergenzadi controllo e emergenza
• Prof. Fernando SANSO‘ Prof. Fernando SANSO‘ 2006/20072006/2007
Galileo e il posizionamento satellitare modernizzatoGalileo e il posizionamento satellitare modernizzato
Studio per la definizione di standard per la realizzazione di reti GNSSStudio per la definizione di standard per la realizzazione di reti GNSS
Reti GNSS regionali in Italia per il tempo realeReti GNSS regionali in Italia per il tempo realeLombardia IREALP Regione – Poli Mi Operativa
Piemonte Politecnico To Operativa
Provincia Autonoma Trento Provincia Operativa
Friuli Venezia Giulia Regione Operativa
Lazio Consiglio Naz. dei Geometri Operativa
Lazio Uni. La Sapienza Sperimentale
Sardegna Provincia Ca Sperimentale
Umbria Regione Sperimentale
Umbria Collegio dei Geometri Sperimentale
Provincia Autonoma Bolzano Servizio Catasto Sperimentale
Veneto CISAS, Università di Padova Sperimentale
Abruzzo Regione Sperimentale
Emilia – Romagna Collegio Geometri Sperimentale
Sicilia CGT Sperimentale
Toscana Collegio Geometri Sperimentale
Puglia Regione Sperimentale
Campania Regione Installazione
Calabria Regione Installazione
Liguria Regione Progettazione
Aggiorn.to Settembre 2007
• Principi di funzionamento e metodologie di rilievo satellitarePrincipi di funzionamento e metodologie di rilievo satellitare
• Perché una rete di Stazioni Permanenti?Perché una rete di Stazioni Permanenti?
• Il progetto della rete per il Servizio di posizionamento GNSSIl progetto della rete per il Servizio di posizionamento GNSS
• Servizi offerti Servizi offerti [Servizi offerti - T.Cosso]→ [Servizi offerti - T.Cosso]→
• Utenti e possibili applicazioniUtenti e possibili applicazioni ++ [Applicazioni - B.Federici]→ [Applicazioni - B.Federici]→
• Inquadramento della reteInquadramento della rete + [Sistemi Riferimento - D.Sguerso]→+ [Sistemi Riferimento - D.Sguerso]→
Domenico Sguerso – Lab. Geodesia, Geomatica e GIS – DICAT - Università degli Studi di Genova
Presentazione del Servizio GNSS e principi di funzionamento
una rete di Stazioni Permanenti per il posizionamento satellitare GNSS, una rete di Stazioni Permanenti per il posizionamento satellitare GNSS,
acronimo di Global Navigation Satellite System, che potrà essere utilizzata acronimo di Global Navigation Satellite System, che potrà essere utilizzata
per le attività regionali topo-cartografiche, ma anche come per le attività regionali topo-cartografiche, ma anche come
strumento innovativo di presidio sul territorio; strumento innovativo di presidio sul territorio;
l’obiettivo è dunque ottenere un posizionamento di precisione, l’obiettivo è dunque ottenere un posizionamento di precisione,
sia per realizzazioni cartografiche, che di supporto alla protezione civile sia per realizzazioni cartografiche, che di supporto alla protezione civile
nella gestione dei rischi ambientali e delle emergenze”nella gestione dei rischi ambientali e delle emergenze”
““La Regione Liguria intende realizzare . . .La Regione Liguria intende realizzare . . .
D.G.R. 2006D.G.R. 2006
0 20 km 40 km
““Disegno” della Rete GNSS di SP per la RLGDisegno” della Rete GNSS di SP per la RLG
Interdistanza tra SP:Interdistanza tra SP:
- ridondanza cercata per un maggior controllo/supporto- ridondanza cercata per un maggior controllo/supporto
- complessità orografia- complessità orografia
Dislocazione delle SP:Dislocazione delle SP:
- geografia del territorio- geografia del territorio
- confini territoriali- confini territoriali
Connessione dati tra le SP e il Centro di Controllo Elaborazione Dati:Connessione dati tra le SP e il Centro di Controllo Elaborazione Dati:
- ADSL / banda larga - ADSL / banda larga
• spazio esterno libero da ostruzioni per monumentazione antennaspazio esterno libero da ostruzioni per monumentazione antenna
• spazio interno dedicato per alloggio ricevitore e apparecchiature spazio interno dedicato per alloggio ricevitore e apparecchiature per trasmissione dati al Centro di Controllo via Internetper trasmissione dati al Centro di Controllo via Internet
• accessibilità h24 festivi inclusi per eventuali interventi straordinariaccessibilità h24 festivi inclusi per eventuali interventi straordinari
• alimentazione elettricaalimentazione elettrica
• connessione/copertura banda largaconnessione/copertura banda larga
Esigenze/disponibilità per ospitare SPEsigenze/disponibilità per ospitare SP
La Rete GNSS della Regione Liguria La Rete GNSS della Regione Liguria per il Servizio di Posizionamentoper il Servizio di Posizionamento
RealizzazioneRealizzazione 6 stazioni permanenti GPS + Glonass6 stazioni permanenti GPS + Glonass
Centro di raccolta, elaborazione e distribuzione Centro di raccolta, elaborazione e distribuzione
dei dati relativi all’intera rete, con sede in RLG dei dati relativi all’intera rete, con sede in RLG GestioneGestione
Servizi e applicazioni per differenti utentiServizi e applicazioni per differenti utentiServiziServizi
Servizio della Regione LiguriaServizio della Regione Liguria
AzioniAzioni
• gestione ordinaria della rete di SPgestione ordinaria della rete di SP
• acquisizione dati, calcolo, validazione e distribuzione di prodottiacquisizione dati, calcolo, validazione e distribuzione di prodotti
• fornitura di servizi con attenzione alle specificità del territoriofornitura di servizi con attenzione alle specificità del territorio
• consulenza e formazione in sinergia con l’Universitàconsulenza e formazione in sinergia con l’Università
• studio e ricerca per nuove applicazioni e utenzestudio e ricerca per nuove applicazioni e utenze
ObiettiviObiettivi
• abbattere tempi e complessità di rilievo ed elaborazioneabbattere tempi e complessità di rilievo ed elaborazione
• garantire affidabilità e continuitàgarantire affidabilità e continuità
• offrire supporto agli utenti offrire supporto agli utenti
Quali precisioni ?Quali precisioni ?
~~2 cm in planimetria e 2 cm in planimetria e ~~4 cm in altimetria su 420 punti4 cm in altimetria su 420 punti
(deviazioni standard)(deviazioni standard)
solo 3 posizionamenti su 423 eccedono i limitisolo 3 posizionamenti su 423 eccedono i limiti
Prin 2004 - campagna test Prin 2004 - campagna test
posizionamenti con 5 epoche al meglio dei 10 cm pl./15 cm al. posizionamenti con 5 epoche al meglio dei 10 cm pl./15 cm al.
rispetto alle coordinate della monografia:rispetto alle coordinate della monografia:
Rete RLG - campagna test Rete RLG - campagna test
nuvola di dispersione per 1h di posizioni di 1s nuvola di dispersione per 1h di posizioni di 1s
cinematiche continue NRTK:cinematiche continue NRTK:
rispetto alle coordinate della monografia:rispetto alle coordinate della monografia:
• Principi di funzionamento e metodologie di rilievo satellitarePrincipi di funzionamento e metodologie di rilievo satellitare
• Perché una rete di Stazioni Permanenti?Perché una rete di Stazioni Permanenti?
• Il progetto della rete per il Servizio di posizionamento GNSSIl progetto della rete per il Servizio di posizionamento GNSS
• Servizi offerti Servizi offerti [Servizi offerti - T.Cosso]→ [Servizi offerti - T.Cosso]→
• Utenti e possibili applicazioniUtenti e possibili applicazioni ++ [Applicazioni - B.Federici]→ [Applicazioni - B.Federici]→
• Inquadramento della reteInquadramento della rete + [Sistemi Riferimento - D.Sguerso]→+ [Sistemi Riferimento - D.Sguerso]→
Domenico Sguerso – Lab. Geodesia, Geomatica e GIS – DICAT - Università degli Studi di Genova
Presentazione del Servizio GNSS e principi di funzionamento
• Principi di funzionamento e metodologie di rilievo satellitarePrincipi di funzionamento e metodologie di rilievo satellitare
• Perché una rete di Stazioni Permanenti?Perché una rete di Stazioni Permanenti?
• Il progetto della rete per il Servizio di posizionamento GNSSIl progetto della rete per il Servizio di posizionamento GNSS
• Servizi offerti Servizi offerti [Servizi offerti - T.Cosso]→ [Servizi offerti - T.Cosso]→
• Utenti e possibili applicazioniUtenti e possibili applicazioni ++ [Applicazioni - B.Federici]→ [Applicazioni - B.Federici]→
• Inquadramento della reteInquadramento della rete + [Sistemi Riferimento - D.Sguerso]→+ [Sistemi Riferimento - D.Sguerso]→
Domenico Sguerso – Lab. Geodesia, Geomatica e GIS – DICAT - Università degli Studi di Genova
Presentazione del Servizio GNSS e principi di funzionamento
La scelta della tecnica di rilievo dipendeLa scelta della tecnica di rilievo dipendeprincipalmente da:principalmente da:
• Scopo e importanza del rilievo Scopo e importanza del rilievo ↔↔ precisioni richieste / “controllo” precisioni richieste / “controllo”
- deformazioni crostali- deformazioni crostali
- reti a scopo cartografico- reti a scopo cartografico
- appoggio di blocchi fotogrammetrici- appoggio di blocchi fotogrammetrici
- rilievo di dettaglio: punti “isolati”- rilievo di dettaglio: punti “isolati” punti “densi”punti “densi”
• Disponibilità economica Disponibilità economica
- strumentazione- strumentazione
- tempo/personale- tempo/personale
• Caratteristiche dei sitiCaratteristiche dei siti
- aree “aperte”- aree “aperte”
- aree “chiuse” (gallerie, interni, centri densamente urbanizzati,- aree “chiuse” (gallerie, interni, centri densamente urbanizzati, vegetazione)vegetazione)
VantaggiVantaggi SvantaggiSvantaggi
Non necessita di intervisibilità tra i punti
“visibilità” dei satelliti (non funziona in aree “chiuse”)
Il posizionamento GNSS a integrazione del
rilevamento tradizionale
ProduttivitProduttivitàà
Rilievo satellitare rispetto tradizionaleRilievo satellitare rispetto tradizionale 1/10 1/10
(se necessitano più stazioni per effettuare il rilevamento)(se necessitano più stazioni per effettuare il rilevamento)
Rilievo stop & go rispetto staticoRilievo stop & go rispetto statico 1/10 1/10
(purché con visibilità di almeno 7-8 satelliti per velocità/affidabilità)(purché con visibilità di almeno 7-8 satelliti per velocità/affidabilità)
Rilievo NRTK rispetto post-processingRilievo NRTK rispetto post-processing 1/10 1/10
(l'inizializzazione si riduce a poche epoche di misura)(l'inizializzazione si riduce a poche epoche di misura)
Ricevitori GNSS
1)1) Misure di codice Misure di codice misure C/A misure C/A
a seconda delle opzioni sulla memorizzazione: a seconda delle opzioni sulla memorizzazione: coordinate dei punti rilevati od osservazioni effettuatecoordinate dei punti rilevati od osservazioni effettuate
2)2) Singola frequenza L1 Singola frequenza L1 misure di codice e di fase misure di codice e di fase
3)3) Doppia frequenza L1 L2 Doppia frequenza L1 L2 misure di codice e di fase misure di codice e di fase
riduzione del tempo di inizializzazioneriduzione del tempo di inizializzazione
MulticostellazioneMulticostellazione
Real TimeReal Time
Introduzione di: terza frequenza L5 nuovi codici su L2 e su L5 . . .
- la terza frequenza L5 ha maggiore potenza e larghezza di banda risulta meno attaccabile rispetto al disturbo intenzionale, permettendo inoltre di migliorare la stima dell’effetto ionosferico;
- il codice su L5 con frequenza (10.23 MHz) dieci volte maggiore del C/A, dovrebbe migliorare la precisione nella misura con un fattore 10 ed un probabile aumento delle prestazioni dei ricevitori rispetto al rumore “noise”;
- i nuovi codici previsti sulle frequenze L2 e L5 ridurranno la probabilità di errori nell’acquisizione del segnale in presenza di disturbo provocato da ostruzioni o interferenze e sarà più semplice attenuare l’effetto del multipath su portanti e codici.
Modernizzazione del segnale GNSSModernizzazione del segnale GNSS
Parametri utili per valutare la “qualità” del rilievo
PDOP contributo geometrico della configurazione satellitare al posizionamento
N° Sat rapidità ed auto-controllo del rilievo
S/N indice della qualità del segnale ricevuto
da valutarsi in campagna
Contributo della dislocazione geometrica dei satelliti al posizionamento
In funzione della differente dislocazione dei satelliti nello spazio, si ha una differente dispersione delle possibili soluzioni (ellissi d’errore).
PDOP = indice di dispersione della soluzione di Posizionamento 3DPDOP = indice di dispersione della soluzione di Posizionamento 3D
GDOP = “ “ “ “ “ GlobaleGDOP = “ “ “ “ “ Globale
. . .. . .
PDOPozyx σ=σ+σ+σ 222
• Principi di funzionamento e metodologie di rilievo satellitarePrincipi di funzionamento e metodologie di rilievo satellitare
• Perché una rete di Stazioni Permanenti?Perché una rete di Stazioni Permanenti?
• Il progetto della rete per il Servizio di posizionamento GNSSIl progetto della rete per il Servizio di posizionamento GNSS
• Servizi offerti Servizi offerti [Servizi offerti - T.Cosso]→ [Servizi offerti - T.Cosso]→
• Utenti e possibili applicazioniUtenti e possibili applicazioni ++ [Applicazioni - B.Federici]→ [Applicazioni - B.Federici]→
• Inquadramento della reteInquadramento della rete + [Sistemi Riferimento - D.Sguerso]→+ [Sistemi Riferimento - D.Sguerso]→
Domenico Sguerso – Lab. Geodesia, Geomatica e GIS – DICAT - Università degli Studi di Genova
Presentazione del Servizio GNSS e principi di funzionamento
Le reti esistenti Le reti esistenti
su scala globale (IGS), continentale (EUREF), nazionale (RDN)su scala globale (IGS), continentale (EUREF), nazionale (RDN)
sono necessarie per la:sono necessarie per la:
• “ “realizzazione in continuo” dei sistemi di riferimentorealizzazione in continuo” dei sistemi di riferimento
• ricerche scientifiche a supporto (orbite satellitari, …)ricerche scientifiche a supporto (orbite satellitari, …)
servizi “globali”servizi “globali”
“Inquadramento” delle misure
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